基于侧信道分析的密码算法安全评估技术研究
发布时间：2023-03-19 23:58
随着移动互联网的发展,各形态的物联网终端、嵌入式设备在日常生活中得到了普遍应用,智能IC卡、移动电话、RFID标签以及传感器网络等充斥在生活的方方面面。由于设备与网络在生活中的深度应用,设备内留存了大量的敏感数据,为了保护设备与网络的安全性,同时也为了保护用户的隐私数据,防止攻击者通过密码学手段恢复这些敏感数据,各类新型的密码学技术在这些设备和网络中开始应用。侧信道分析技术,尤其是能量分析技术,是对这类设备的一种常见攻击手段,它们为恢复密钥等敏感信息提供了可能性。侧信道分析相比于传统的基于数学的密码分析方法,有着易操作、可移植性强、适合黑盒分析等优点,因而在实际应用中得到设计者、攻击者以及第三方评测机构的重视。随着密码算法更复杂的应用场景,在密码算法实现方面具有高频率、高性能、功能相对独立的特点。基于侧信道分析的密码算法安全评估技术研究将推动密码算法在实际应用的安全实现,促进密码算法的设计和防御策略等方面的发展。对密码算法进行侧信道分析,将有助于发现密码算法设计和实现过程中存在的问题;有利于对密码芯片等产品进行更深层次的安全评估,促进产业生态的健康有序发展,保障用户的隐私数据和个人信息...
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 发展历程
1.2.2 技术研究现状
1.3 主要研究内容和创新点
1.4 本文的组织结构
第二章 密码算法安全评估技术
2.1 引言
2.2 密码算法设计
2.2.1 分组密码设计
2.2.2 序列密码设计
2.2.3 公钥密码设计
2.3 密码算法安全评估技术
2.3.1 传统密码算法安全分析技术
2.3.2 侧信道安全分析技术
2.4 能量分析技术
2.4.1 能量分析概述
2.4.2 能量泄露机理
2.4.3 汉明重量/距离模型
2.4.4 相关性能量分析
2.5 故障注入分析技术
2.5.1 故障注入方法
2.5.2 故障模型
2.5.3 差分故障分析
2.6 本章小结
第三章 基于多元线性回归的独立位泄露模型
3.1 引言
3.1.1 相关研究工作
3.1.2 本章研究内容
3.2 线性回归分析
3.2.1 简单线性回归
3.2.2 多元线性回归
3.2.3 模型的假设检验
3.3 异或操作旁路泄露
3.4 独立位泄露模型
3.5 实验结果及分析
3.5.1 仿真实验
3.5.2 攻击实例
3.6 本章小结
第四章 多字节能量分析方法
4.1 引言
4.1.1 相关研究工作
4.1.2 本章研究内容
4.2 AES加密算法描述
4.3 多字节能量分析方法
4.4 效率与成功率分析
4.4.1 实验设计
4.4.2 结果分析
4.5 对FPGA的攻击实例
4.5.1 实验设计
4.5.2 结果分析
4.6 本章小结
第五章 基于多元线性回归的选择明文攻击方法
5.1 引言
5.1.1 相关研究工作
5.1.2 本章研究内容
5.2 多元线性回归的区分器特性
5.3 基于多元线性回归的选择明文攻击技术
5.3.1 选择明文攻击
5.3.2 对SPN结构的选择明文攻击
5.3.3 对白化密钥的选择明文攻击
5.4 效率与成功率分析
5.4.1 实验设计
5.4.2 结果分析
5.5 对FPGA的攻击实例
5.5.1 实验设计
5.5.2 结果分析
5.6 本章小结
第六章 基于无故障中间值的差分故障分析方法
6.1 引言
6.1.1 相关研究工作
6.1.2 本章研究内容
6.2 ITUbee密码算法描述
6.3 ITUbee算法特性
6.3.1 S盒的差分性质
6.3.2 F函数的性质
6.4 基于无故障中间值的差分故障分析
6.4.1 故障模型
6.4.2 基本方法
6.4.3 分析步骤
6.5 复杂度分析
6.6 仿真实验
6.6.1 两次故障的场景
6.6.2 四次故障的场景
6.7 对抗策略
6.8 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 成果应用
7.1.1 基于侧信道分析的密码算法安全评估平台
7.1.2 应用案例
7.2 论文工作总结
7.3 下一步工作
参考文献
缩略语
致谢
攻读学位期间获得的成果
本文编号：3766257
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 发展历程
1.2.2 技术研究现状
1.3 主要研究内容和创新点
1.4 本文的组织结构
第二章 密码算法安全评估技术
2.1 引言
2.2 密码算法设计
2.2.1 分组密码设计
2.2.2 序列密码设计
2.2.3 公钥密码设计
2.3 密码算法安全评估技术
2.3.1 传统密码算法安全分析技术
2.3.2 侧信道安全分析技术
2.4 能量分析技术
2.4.1 能量分析概述
2.4.2 能量泄露机理
2.4.3 汉明重量/距离模型
2.4.4 相关性能量分析
2.5 故障注入分析技术
2.5.1 故障注入方法
2.5.2 故障模型
2.5.3 差分故障分析
2.6 本章小结
第三章 基于多元线性回归的独立位泄露模型
3.1 引言
3.1.1 相关研究工作
3.1.2 本章研究内容
3.2 线性回归分析
3.2.1 简单线性回归
3.2.2 多元线性回归
3.2.3 模型的假设检验
3.3 异或操作旁路泄露
3.4 独立位泄露模型
3.5 实验结果及分析
3.5.1 仿真实验
3.5.2 攻击实例
3.6 本章小结
第四章 多字节能量分析方法
4.1 引言
4.1.1 相关研究工作
4.1.2 本章研究内容
4.2 AES加密算法描述
4.3 多字节能量分析方法
4.4 效率与成功率分析
4.4.1 实验设计
4.4.2 结果分析
4.5 对FPGA的攻击实例
4.5.1 实验设计
4.5.2 结果分析
4.6 本章小结
第五章 基于多元线性回归的选择明文攻击方法
5.1 引言
5.1.1 相关研究工作
5.1.2 本章研究内容
5.2 多元线性回归的区分器特性
5.3 基于多元线性回归的选择明文攻击技术
5.3.1 选择明文攻击
5.3.2 对SPN结构的选择明文攻击
5.3.3 对白化密钥的选择明文攻击
5.4 效率与成功率分析
5.4.1 实验设计
5.4.2 结果分析
5.5 对FPGA的攻击实例
5.5.1 实验设计
5.5.2 结果分析
5.6 本章小结
第六章 基于无故障中间值的差分故障分析方法
6.1 引言
6.1.1 相关研究工作
6.1.2 本章研究内容
6.2 ITUbee密码算法描述
6.3 ITUbee算法特性
6.3.1 S盒的差分性质
6.3.2 F函数的性质
6.4 基于无故障中间值的差分故障分析
6.4.1 故障模型
6.4.2 基本方法
6.4.3 分析步骤
6.5 复杂度分析
6.6 仿真实验
6.6.1 两次故障的场景
6.6.2 四次故障的场景
6.7 对抗策略
6.8 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 成果应用
7.1.1 基于侧信道分析的密码算法安全评估平台
7.1.2 应用案例
7.2 论文工作总结
7.3 下一步工作
参考文献
缩略语
致谢
攻读学位期间获得的成果
本文编号：3766257
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/3766257.html